第二章 第二节 化学能与电能学案
（第一课时）
学习目标
1．初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
2．引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质
3．使学生形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。
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[问题]以上器材都以什么作能源？
一、化学能与电能的相互转化
[思考]为什么我国要建设三峡水电站？长江三峡水电站建设具有什么重要意义？
。
[探究·分析] 火力发电利与弊分析。要素：(1)电力在当今社会的应用和作用。(2)我国目前和未来发电总量构成。(3)火力发电的原理分析。（4）火力发电对环境的污染(5)燃烧的氧化还原反应本质。
[思考]燃烧反应是否是氧化还原反应？氧化还原反应的本质又是什么？
原电池的原理及其应用。
锌片： Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）
铜片： 2H++2e－＝H2↑（还原反应） 电子由锌片经导线流向铜片
[总结]_____________________________________________叫做原电池。
[引导思考]原电池的两极材料如何选择呢？
[科学探究]原电池的构成条件探究。
经过对几种原电池的研究后，总结出原电池两极的判断方法：活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
[练习]X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 （ ）
A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X
当堂达标
1．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是( )。
A．锌 B．汞 C．石墨 D．二氧化锰
2．实验室中制取氢气，最好的方法是( )。
A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
3．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，该金属可能为
A．铝 B．铜 C．锡 D．硅
4．将锌片和铜片用导线连接于同一稀硫酸溶液中。下列叙述正确的是( )。
A．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 B．负极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大
C．正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减少
5．已知空气-锌电池的电极反应为：
锌片：Zn+20H--2e-=ZnO+H20
石墨：02+2H20+4e-=40H-
根据此判断，锌片是( )。
A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原 C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原
6．一个原电池的总反应离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池组成正确( )。
A
B
C
D
正极
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2S04
CuSO~
FeCl2
第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能
一．化学能与电能的相互转化
【明确你的目标】
1.掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及工作原理。
【重点】原电池的工作原理。
【难点】原电池的工作原理。
【温故知新】
1.在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为的 变化，即 转化为 。
2.金属活动性顺序表
3.在氧化还原反应中：氧化剂 电子，发生 反应，还原剂 电子，氧化还原反应本质 。
【自主学习】
1.直接从自然界取得的能源称为 ，如 、 、 、 、 等。经过加工、转换得到的能源称为 如 、 等。
2.化学能是怎样转化成电能的呢？2001年我国发电总量表明，火电比率仍占首位。燃煤发电是一个由 转化为 的过程。
燃煤发电的能量转换过程： → → →
一、原电池及其工作原理 [Cu-Zn原电池实验探究] 实验2－4
?
现????? 象
铜片插入稀硫酸
? 铜片表面
锌片插入稀硫酸
? 锌片表面
铜片和锌片连接在一起插入稀硫酸
铜片表面 锌片表面
铜片和锌片之间连一电流表
铜片表面 锌片表面 电流表指针
以Cu-Zn原电池为例，分析原电池的工作原理：
电极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向
电流方向
负极
正极
1.原电池是把 转变为 的装置。
2.组成原电池的条件：①
②
③
④
[思考]以下装置不能形成原电池的是 。
3.原电池的电极判断
(1)负极总是_______电子，化合价______，发生______反应；
正极总是_______电子，化合价______，发生______反应。
(2)电子流出的一极是__________，电子流入的一极是__________；
(3)一般活泼的金属为________，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为________。
4.化学电池的反应本质：
【概括·整合】
【达标测试】
1.化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是( )
A.化合价的升降 B. 电子的转移 C.氧化还原反应 D.电能的储存
2.实验室中制取氢气，最好的方法是(??? ? ) A.纯锌与稀硫酸反应???? ????? ???? ??? B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应???? ???? ???? ???? D.粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
3.锌片和碳棒用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是( )
A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极
4.能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是 ( )
A.天然气是二级能源 B.石油是二级能源
C.电能是一级能源 D.水力是一级能源
５.原电池是将化学能转化为电能的装置，但其构成具有一定的条件，这些条件是 ( )。
①电极(负极与正极：金属活动性不同)、②电解质溶液、③闭合回路、④灯泡
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
６.下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是( )
７.下列不能构成原电池的是( )
８.下列说法中正确的是( )
A.原电池是把电能转为化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应
C.原电池两极均发生氧化还原反应
D.原电池中的阳离子向正极移动
９.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为( )
A.铝 B.铜 C.锡 D.硅
10.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是( )
A
B
C
D
正极
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2S04
CuSO4
FeCl2
11.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( )
A.X＞Y＞Z B.X＞Z＞Y C.Y＞X＞Z D.Y＞Z＞X
12.表明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的叙述正确的是(???? )
A.在氧化还原反应中，甲失电子比乙失电子多???? ????????
B.甲比乙同价态的阳离子的氧化性强
C.甲能与稀盐酸反应生成氢气而乙不能???? ???? ???? ????
D.将甲与乙组成原电池时，甲为正极
13.关于Cu-Zn原电池装置的叙述，正确的是(??????) A.铜是阳极，铜片上有气泡产生??????????B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原
14.过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是( )
A.升高温度 B.加入适量的水
C.加入少量CuSO4溶液 D.加入浓度较大的盐酸
15.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，电解质溶液的pH( )
A.不变 B.先变小后边大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
16.下列说法中正确的是( )
A.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应
C.原电池两极均发生氧化还原反应
D.原电池中阳离子向正极移动
17.对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是(???? )
①锌片溶解了32.5g???? ②锌片增重32.5g???? ③铜片上析出lg H2???? ④铜片上析出1mol H2
A.①和③???? ???? B.①和④???? ???? C.②和③???? ???? D.②和④
18.有A，B，C，D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A，D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是 ( )
A.D>C>A>B B.D>A>B>C C.D>B>A>C D.B>A>D>C
19.原电池是一种_____________________________________装置。电子的流动方向是从_______极到_______极；电流方向是从_______极到_______极。
20.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，正极是_______，发生_______反应，电极反应是________________________；负极是_______，发生________反应，电极反应是________________________，总的反应式(离子方程式)是______________________。
第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能
二.发展中的化学电源
【明确你的目标】
1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；
2.引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值
3.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观.正确的能源观。【重点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。
【难点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。
【自主学习】
1.锌锰干电池(一次性电池)
(1)普通锌锰电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
(2)碱性锌锰干电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
改进后碱性锌锰电池的优点：
2.充电电池(二次性电池) (1)铅蓄电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
优点： 缺点：
(2)镉镍电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
优点： 缺点：
(３)锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
负极： ；正极： 。
3.氢-氧燃料电池
负极通入 正极通入
【达标测试】
１.下列电池中不属于二次电池的是( )
A.碱性锌锰电池 B.铅蓄电池 C.镍镉电池 D.锂离子电池
２.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( ) A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞.镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中石墨电极
３.已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是( )。
A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原
4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为
2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
5.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入
MnO2氧化吸收H2)，电极反应可简化为：Zn－2ｅ＝Zn2+；2NH4+＋2e＝2 NH3＋H2(NH3
再用于结合Zn2+。)根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )
A.干电池中Zn为正极，碳为负极
B.干电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极
C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
6.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型
用电器(如照相机.收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传
统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中正确的是( )
A.由于碱性物质的存在，这种电池的缺点是容易漏液失效
B.这种电池较传统锌锰电池使用寿命长
C.这种电池的电解质由传统的KOH改进为NH4Cl
D.这种电池的电解质由传统的NH4Cl?改进为KOH
7.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn+O2＝2ZnO，原料为锌粒.电解质和空气，则下列叙述正确的是(????? )
A.锌为正极，空气进入负极反应????? ????? B.负极反应为Zn－2e-＝Zn2+
C.正极发生氧化反应????? ????? ????????? D.电解液肯定不是强酸
8.在右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出，溶液的pH增大
B.a是正极，b是负极
C.导线中有电子流动，电子从a极流到b极
D.a极上发生了氧化反应
9.阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：
2H2＋4 OH- 4 H2O＋4e-，O2＋2 H2O＋4e- 4 OH-。
在负极上发生反应的物质是 负极发生的是 (填氧化或还原)反应，电池反应是
化学能与电能
第1课时
【教学目标】
1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。增强环保意识。
【教学重点、难点】
初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
【教学方法】
实验探究法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。
【教学准备】
1.铁丝、铜丝、锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液，乙醇、西红柿（或其他水果），灵敏电流计、烧杯、导线 2.多媒体课件
【教学过程】
[课前复习]
1．练习
（1）能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是（ D ）
A．天然气是二级能源
B．石油是二级能源
C．电能是一级能源
D．水力是一级能源
（2）下列说法不正确的是( A )。
A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低
2、化学反应与能量
[引入] 下面我们在前人研究的基础上来探究化学能与电能之间是如何转化的?
火电站工作原理示意图
[分析]
[思考与交流] 化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，把可产生的电能以化学能的形式储存起来，就要设计一种装置。将化学能直接转化为电能，高效利用燃料、不浪费能源、开发出高能清洁燃料？
[实验探究] [实验2-4]
锌铜原电池原理
实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
[学生交流、讨论]
1、实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？
3、灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。
灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。
（1）什么叫做原电池？
分析 原电池的微观原理
（2） 给出判断原电池正负极的方法
启发归纳 在原电池中，从不同角度判定电极名称
1.指针偏向哪一极，该极为正极，另外一极为负极。
2.从电极材料，金属活泼性判断，相对活泼金属为负极，相对不活泼金属为正极。
（3） 电极反应式的书写
负极（锌片） Zn+2e-=Zn2+ (氧化反应)
正极（铜片） 2H++2e-=H2↑（还原反应）
电池总反应式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑
[归纳总结]
（4） 原电池的构成条件：
1、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。
2、电解质溶液。
3、构成闭合回路。
4、能发生自发的氧化还原反应。
[反思与评价]
在刚才的分组实验中，同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发？你又提出了哪些好的思路？根据提供的仪器、药品，你现在还能设计出其它的原电池装置吗？
[实践活动]
[分组实验探究]
?原电池构成部分对比一
实验现象
解释或写化学方程式
稀硫酸
Zn
石墨
稀硫酸
Cu
石墨
电流计
原电池构成部分对比二
实验现象
解释或写化学方程式
稀硫酸?
Zn
Fe
乙醇?
Zn
Fe
电流计
原电池构成部分对比三
实验现象
解释或写化学方程式
稀硫酸
Zn
Zn
稀硫酸
Zn
Fe
电流计
原电池构成部分对比四
实验现象
解释或写化学方程式
插在一个 西红柿中
Zn
Cu
插在两个 西红柿中
Zn
Cu
电流计
[课堂小结] 依据板书
[课堂练习] Fe-石墨与稀硫酸进行实验。
Fe是 极，发生 反应，电极反应是
石墨是 极，发生 反应，电极反应是
[板书] 第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
（一）火力发电工作原理
（二）原电池
1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池
2.原电池的电极名称
负极：电子流出（电流流入）的一极（较活泼金属），发生氧化反应。
正极：电子流入（电流流出）的一极（较不活泼金属），发生还原反应。
3.电极反应式与电池总反应式
负极（锌片） Zn+2e-=Zn2+ (氧化反应)
正极（铜片） 2H++2e-=H2↑（还原反应）
电池总反应式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑
4.组成原电池的条件（两极一液一连线）
①电极：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）材料作电极。
②溶液：两电极均同时插入电解质溶液中。
③导线：两电极用导线相连，形成闭合电路。
原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应。
[课堂训练]
1、相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？
2、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是：（ B ）
A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅
3、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出， X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为： （ C ）
A X>Y>Z B X>Z>Y C Y>X>Z D Y>Z>X
4、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是 。
5、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列问题：
（1）热敷袋产生热量的来源是
（2）炭粉的主要作用是
（3）加入NaCl的作用是
6、生活中，有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈，你知道这是什么原因吗？试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。
7、下列装置是否为原电池?判断依据是什么？
【课堂反思】
本堂课是一节以学生为主体的实验探究式新课。在教学中，让实验成为学生实践体验的一部分，通过自主实验，启发引导，小组合作，讨论分析等方法，让实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他们的探究热情，激活学生的学习内驱力。从整节课的教学过程来看，它重在探究、重实践。在实验探究中，不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途径，培养集体意识，很好实现化学教学的情感目标。从整体教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索，学生对知识点的掌握是相当不错的，原电池的原理及形成条件，学生都能轻松、愉快地掌握并应用，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。同时，通过实践──认识──再实践的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。更重要的是，也让学生充分展示自己的机会，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体地位,大大激发学习积极性。
化学能与电能
第2课时
【教学目标】
1、通过实验探究初步认识一些常见的化学电源，进一步学习电极反应式的书写。
2、能从能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。
3、初步了解化学电源在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。
【教学重点、难点】
能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应。
【教学方法】实物展示和探究相结合
【教学过程】
[引入] 1号和5号干电池大家熟悉吗？它的内部构造大家清楚吗？它的放电原理是什么？
[观察] 1号和5号干电池的外型，说出在日常生活中的用途。
[了解干电池的内部结构]
干电池的构造：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒。
[板书] 二、发展中的化学电源
1、干电池
最早使用的，大家熟悉的干电池——锌锰电池。它是一种一次性电池，放电后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆的）。
电池反应：正极：MnO2 + H2O +2e- → MnO(OH) + OH-
负极：Zn － 2e- → Zn2+
Zn + 2NH4Cl － 2e- → Zn(NH3)2Cl2 + H+
总反应：Zn + MnO2 + 2NH4Cl →MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2
缺点：锌皮被腐蚀而穿导致电解液外溢。生活中的1号或5号电池。
改进：外壳套上金属筒或塑料筒的方法改成了防漏电池；将糊状NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池，延长了电池的使用寿命。广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。
[思考与交流] 在购买、保存和使用干电池方面你有何经验和建议？
[问题] 汽车用的电瓶是一种什么样的化学电源？
[板书]
2、充电电池
[展示] 铅蓄电池（简称蓄电池）
充电电池又称为二次电池，它在放电时进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转化为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现：化学能转换为电能（放电）、再由电能转变为化学能（充电）的循环。
缺点：由于电池制造工艺等方面存在不足，实际上冲放电电池的冲放电次数仍有限制，且使用是否得当，对电池的工作状态及寿命影响很大。最早使用的充电电池是铅蓄电池。目前，汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池。
电池反应（放电）：正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e- → PbSO4
总反应：PbO2 + 4H+ + SO42- + Pb ==== 2PbSO4 + 2H2O
[思考与回答] 铅蓄电池充电时，其反应原理正好放电时相反，原来的负极（阳极）反应为
原来的正极（阴极）反应为 。你能它们的电极反应？
改进：新型的封闭式体积小的充电电池——镊镉电池。可以反复充电500次以上，广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
电池反应（放电）：正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-
负极：Cd + OH- - 2e- → Cd(OH)2
总反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O ==== Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
缺点：镉是致癌物质，废弃的镊镉电池如不回收，会严重污染环境，这制约了镊镉电池的发展。镊氢电池的面世初步解决了这个问题。
目前，手机常见电池类别有：Ni-MH（镍氢电池）、Li-ion（锂电池）、LiB（液体锂离子电池）、LiP（聚合物锂离子电池）
3、燃料电池
燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，通过燃烧释放的热能再转化为电能（如火力发电），其能量转化率不高。燃料电池就是利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能的一种高效、对环境友好的装置。燃料电池的能量转化率理论上可以高达85%~90%（现在实际利用率已达到40%~60%）。
燃料电池：燃料：氢气、甲烷（天然气）、甲醇、乙醇、汽油等。
氧化剂：氧气、空气等。
优点：燃料可以从外部源源不断的输入，减少废电池的污染，电池反应产物对环境没有污染。
以氢氧燃料电池为例：
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2H2 + 4OH- － 4e- → 4H2O
总反应：2H2 + O2 == 2H2O
[科学视野]
我国首辆燃料电池混合动力轿车“超越一号”，2003年8月7日在同济大学校园奔驰，接受国家科技部的验收。
“超越一号”的最高时速每小时１１０公里，可连续行驶２１０公里。在燃料电池汽车领或，“超越一号”大大缩短了我国与世界先进水平的差距。
楚天一号燃料电池电动汽车：由东风汽车公司和武汉理工大学合作联合研发的东风燃料电池电动汽车“楚天一号”通过专家组验收。这是继上海研制的“超越号”之后，我国研发成功的第二台燃料电池轿车型样车。最高时速为103公里。
美国AB1公司预测，2011年，全球燃料电动汽车的产量将达240万辆，约占全球汽车总产量3.4%。2010年将是燃料电池电动汽车的决战年，而真正成气候，可能是在2020年，这种预测，国内外汽车界人士多是应同的。
笔记本电脑用小型燃料电池
日本东芝公司03.3.5日宣布成功地开发出了支持笔记本电脑的小型燃料电池。东芝公司称，这在世界上首次将燃料电池直接与电脑连接。新型燃料电池采用甲醇作为燃料，与采用锂电池的东芝公司自己生产的笔记本电脑相比，50CC的甲醇可以连续使用5小时，超过锂电池两倍以上。 燃料电池的另一个好处时只需填充燃料，而不必像锂电池那样再次充电。
太阳能利用
太阳能的优点：
（1）寿命无限；
（2）供能巨大（几万倍）；
（3）洁净无公害；
（4）随处可取；
太阳能利用种类
光解水制氢； 太阳能电池；太阳能集热器; 光合作用模拟；高张力化合物畜积太阳能, 太阳能汽车等。太阳能电池光电转换率： 单晶硅型 20% ， 多晶硅型 17%
欧洲联盟国家计划在２０１０年太阳能光电转换的电力占所有总电力的1.5％，美国启动了“百万屋顶”计划。
[总结、板书计划]
二、发展中的化学电源
1、干电池（锌锰电池）
电池反应：正极：MnO2 + H2O +2e- → MnO(OH) + OH-
负极：Zn － 2e- → Zn2+
Zn + 2NH4Cl － 2e- → Zn(NH3)2Cl2 + H+
总反应：Zn + MnO2 + 2NH4Cl →MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2
2、充电电池（铅蓄电池）
电池反应（放电）：正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e- → PbSO4
总反应：PbO2 + 4H+ + SO42- + Pb ==== 2PbSO4 + 2H2O
镊镉电池
电池反应（放电）：正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-
负极：Cd + OH- - 2e- → Cd(OH)2
总反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O ==== Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
3、燃料电池
燃料：氢气、甲烷（天然气）、甲醇、乙醇、汽油等。
氧化剂：氧气、空气等。
优点：燃料可以从外部源源不断的输入，减少废电池的污染，电池反应产物对环境没有污染。
以氢氧燃料电池为例：
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2H2 + 4OH- － 4e- → 4H2O
总反应：2H2 + O2 == 2H2O
太阳能利用
[课堂练习]
1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极
2．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B．碳棒取下洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用
3、下列变化中属于原电池的是
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速
4、实验室中欲制氢气,最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
5、铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成
A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉
6、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化
A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
7、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是
①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
10、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)﹦Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-﹦Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
11、微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是
A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li＋ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I-
C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极
13、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：
Zn + 2MnO2 + 2NH4＋ = Zn2＋ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是
A. Zn B. 碳棒 C. MnO2 和NH4＋ D. Zn2＋ 和NH4＋
14、氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经过冷凝后可用作航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH—，当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为
A.1.8mol B.3.6mol C.100mol D.200mol
17、请设计一个原电池,其总反应为:Zn + 2FeCl3 ＝ ZnCl2 + 2FeCl2。
18．有A、B两种金属分别与盐酸反应，产生氢气的速率相近。怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性？（画出实验装置图）
【教学反思】
化学能与电能
【学习目标】：
1、知识与技能目标：
(1)．获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
(2)．形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
2、过程与方法目标：
(1)．经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
(2)．能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。
3、情感态度价值观：
(1)．发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘。
(2)．关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
【学习重难点】：
重点：初步认识原电池概念、原理、构成及应用；认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。
难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
【学习过程】
【资料卡片】：热电厂生产的过程
利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。中国煤炭的44％用来发电。中国煤炭特点是高硫、高灰分且难洗选煤的比重较大，从1980年到1996年，烟尘排放量基本持平，SO2排放量呈上升的趋势，氮氧化物排放总量得到一定的控制。火电厂冲灰水、灰渣排放量现已彻底解决。
【合作探究】火电站中，从开始到结束能量是怎样转化的？火力发电利与弊？能否将化学能直接转化为电能？
一、化学能直接转化为电能的原理与装置
【学生活动】阅读课本P40内容，思考问题：氧化剂和还原剂之间电子是怎样转移的？能量又是怎样转化的？
【实验探究】１、探究 Cu-Zn原电池原理实验：
【问题与讨论】（1）
实 验
现 象
①Cu、Zn分别插入稀硫酸中
②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触
③将Cu、Zn用导线连接起来
④在Cu、Zn导线之间接电流表
⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表
在上述实验中，完成化学能直接转化成电能的实验有哪几种？
（3）在实验④和实验⑤中，用化学反应方程式表示出氧化反应、还原反应。
Zn片： 反应
Cu片： 反应
总的离子反应：
【思考交流】
原电池概念：
将 转化为 的装置。
2、原电池原理：
较活泼的金属 ，发生 反应， 从较活泼的金属通过外电路流向 。
3、原电池化学反应本质：
4、电极名称：
负极： ，负极发生 反应
正极： ，正极发生 反应
【实验探究】原电池构成条件
实验序号
电极材料
溶液
现象
1
Zn-Zn
稀
硫
酸
2
Cu-C
3
Zn-C
4
Fe-Zn
5
Cu-Zn
乙醇
6
Cu－Zn
1个西红柿
7
2个西红柿
【思考交流】5、原电池的构成条件：
①
②
③
④
二、发展中的化学电源
【学生活动】阅读P42～44发展中的化学电源部分，填写下表中的空白问题：
电池名称
干电池
蓄电池
燃料电池
负极
正极
优点
缺点
改进方法
【资料卡片】 将化学能转变为电能的几种基本形式：
（1）化学能→热能→机械能→电能，包括从大型火力发电站到小油机等各种“火力”发电装置。
（2）化学能→热能→电能，包括从热电堆到热离子发电装置等各种“热电转换设备”。
（3）化学能→电能，即所谓“化学电源”，它是一种把化学能直接转变为低压直流电能的装置，简称电池。
【课堂练习】：我国首创以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测这种新型电池的负极是 ，在正极发生反应的物质是 。
【作业】见作业本
课题
化学能与电能
三
维
目
标
知识与
技能
1、 理解原电池原理和形成条件。
2、 通过学生设计完成原电池形成条件的实验,学习实验研究的方法。
过程与
方法
通过学生经历假设与猜想、设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程，逐步探究出原电池的原理和构成条件，并学习科学探究的方法，提高学生的科学探究能力。
通过小组活动提高学生与他人交流、合作的能力。
情感态度与价值观
通过本课的学习，发展学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，通过化学史的介绍，使学生理解科学探究的艰辛。
培养学生勤于思考、探索求实的科学态度。
教学重点
原电池的原理和形成的条件
教学难点
原电池的原理
教学方法
实验探究式、讨论式
教学媒体
边讲边实验、多媒体辅助教学
教学内容
修改建议
【实验探究引入课题】
实? 验? 步? 骤
现???????? 象
1、锌片插入稀硫酸
?
2、铜片插入稀硫酸
?
3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
?
【问题探究】
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？
3、锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？
4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？
5、电子流动的方向如何？
【引入】
电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。
【板书】 第二节 化学能与电能
【板书】一、化学能与电能的相互转化
【板书】1、燃煤发电的过程
【板书】2、燃烧的本质──氧化还原反应
【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，伴随着体系能量的变化。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来，这就是我们这节课要研究的重要知识点──原电池，这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来，类似于水库的蓄能。
【板书】3、原电池
【引入】实验：水果电池，引出原电池概念 (注意讲清实验过程)
【过渡】现在通过实验来探索怎样才能构成原电池。其结构是怎样的？
【实验探索1】
实验
现象
结论
Cu、Zn片同时插入稀硫酸中
Zn片表面有气泡产生，Cu没有
Zn能与硫酸反应，Cu不能
用导线将Cu、Zn片连接
Zn片表面没有气泡产生，Cu有
（有待探索）
在导线间接上电流表
电流表指针偏转
有电流产生
【学与问】根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？
【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。这一变化过程可以表示如下：
锌片：Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应）
铜片：2H+ + 2e- = H2↑ （还原反应）
总反应：Zn＋2H+ = Zn2+ + H2↑
【板书】(1)原电池的定义──将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【板书】（2）原电池的电极
负极：发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极。
正极：发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极
【过渡】现在让我们通过实验来研究构成原电池条件是什么。是不是把两块金属用导线连接插入液体中就能产生电流呢？是不是任何金属均可？是不是一定要金属？是不是任何溶液均可？下面做几个实验来探索。
【实验探索2】
实验
现象
结论
Al—Al插入稀硫酸中
铝条有气泡产生，电流表指针不偏转
没有电流产生
Al—C插入稀硫酸中
碳棒有气泡产生，电流表指针偏转
有电流产生
Cu—Al插入酒精中
均没有气泡产生，电流表指针不偏转
没有电流产生
引出组成原电池需要的条件
【板书】（3）组成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中（能自发进行氧化还原反应）。
③两极相连形成闭合电路。
【板书】（4）原电池的原理：
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）。
【实践活动】课本P.37根据构成原电池的条件可知：利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等都可以制作原电池。
【小结】是不是所有化学反应都可以把化学能直接转化成电能呢？通过以上学习，我们知道了化学能是可以直接转化为电能的，知道了设计成原电池这样的装置就可以产生电流。掌握了构成原电池的条件和原电池的工作原理。不过，并不是所有化学反应均可实现这种转化，一般只有氧化还原反应才能实现这种转化。希望大家努力学习，掌握更多的知识，设计出更好、更环保、更高效率的电池造福。
社会小故事：
在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸又掉了一颗牙，为了显示她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找不到病因，这位夫人整日感到精神萎靡，找遍各大医院会诊也不见效果。格林太太的病因到底是什么呢？
聪明的同学们，请运用本节课学习的知识帮格林太太找出她的病因到底是什么呢？
一次能源和二次能源的定义
常见的一次能源（流水，风力，原煤，石油，天然气）
常见二次能源（电力，蒸汽）
电子流动方向：负极—正极
电流方向：正极---负极
补充原电池正负极判断的方法
酒精不是电解质溶液
布置作业
P16 6，7，9
板书设计
板书设计：
第二章????????????? 第二节 化学能与电能
一、 化学能与电能的相互转化
1、 原电池的原理
装置图
电极 电极反应 反应类型
正极Cu 2H++2e-= H2↑ 还原反应
负极Zn Zn-2e-= Zn2+ 氧化反应
2、原电池的构成条件
课后反思
本节课通过实验了解了化学能与电能的转化关系，通过学生方进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程，激发了学生学习化学的兴趣，通过小组活动提高学生与他人交流、合作的能力，教学效果较好，基本达到教学目标的 要求。
化学能与电能
一、教材分析
1、教材的地位及其作用
本节教材是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识。初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。该节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。该节分为两课时教学，本课为第一课时。通过本课的学习，能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池的概念，并能够写出电极反应式和电池反应方程式。
生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。当学生了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的自主探究教学思想内涵。首先，原电池概念引入的演示实验2-4为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象时，产生认知的冲突，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设，试图用原有的认知结构去“同化”；学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论，实现认知的“顺应”；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个“科学探究”和“思考与交流”栏目，让学生自己探究讨论归纳出“组成原电池的条件”，实现认知结构的“发展”；同时，课本插图“水果电池”，是本课时探究教学内容的“迁移”，实现知识的应用和延伸。
2、教学目标分析
（1）知识与技能
①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池概念。
②能够写出电极反应式和电池反应方程式。
（2）过程与方法
①学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。
②能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
（3）情感态度与价值观
①学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
②赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
3、教学重难点
原电池的工作原理和构成条件是本节课的教学重点，其中原电池的工作原理是难点。
二、教法分析
教育学理论认为，选择和采用教学方法时，不仅要根据学科的特点，而且要根据教学任务和学生的认知特点选用。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学教学离开了实验，也就成了无源之水，无本之木。本课主要采用了实验探究法、再结合问题探讨法、分析推理和比较归纳法等教学方法，更好地突出本课重点，突破难点，完成教学任务。同时在教学中还合理地运用多媒体等辅助手段，便于达到更好的教学效果。教学时，可以从以下几个方面进行突破：
首先，利用教材、课外资料、生动的录像和图片、事实数据等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖析，为学生创设学习情景，使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利和弊。然后设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导，实现以“化学能→热能→机械能→电能”思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转变。再通过设计方案，分组实验，进行实验探究，观察实验现象并记录 ，小组交流讨论，形成的原电池的概念。
其次，在了解原电池原理的基础上，继续进行实验探究。通过分组对比实验，根据实验现象的不同，分析可能的原因，交流讨论，得出原电池的构成条件。
最后，通过课本上的实践活动——水果电池的制作，实现本课教学内容的应用和延伸，让学生体验学习化学的乐趣。
三、学法指导
由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度，但学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。
根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实验需要，采用分组实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法，并结合多媒体进行辅助教学。在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中， 学习和理解原电池的概念、原理和构成条件。通过本课的学习，使学生养成善于观察、善于思考的习惯，并学会运用观察、比较、归纳等方法去分析、解决问题，达到学以致用的目的。
四、教学程序
教与学是有机结合而又对立统一的，良好的的设想，必须通过教学实践来实现。我是这样安排教学程序的。
（一）创设问题情景，引导学生建立新思维
1、创设问题情景，引入课题
（1）指导学生阅读课本关于电力在当今社会的应用和作用，提出问题：物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢？又是如何转化的呢？
（2）多媒体呈现2001年我国发电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表，引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其能量的变化。
2、建立新思维，提出新的研究任务
（1）引导学生讨论分析火力发电的利与弊，提出问题：能否将化学能直接转化为电能？怎样实现这个转变？
（2）通过分析火力发电的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，同时形成高效利用燃料，不浪费能源，积极开发高效清洁燃料的意识。
这种通过问题情景的引入方法，不仅能激发学生的学习兴趣和探究热情，又能使学生明确学习目标，进入学习主题，避免思维的盲目性。
（二）师生互动，传授新知
这部分的教学分为原电池的工作原理和原电池的构成条件两部分的学习。为了更好地完成教学目标，达到良好的教学效果，采用分组探究，再结合设疑法，分析推理和比较归纳法等教学方法，并结合多媒体进行教学。
1、原电池原理教学时，我采用问题引导，实验探究，动画模拟，讨论交流，归纳总结等方法。
设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导：
问题1：氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能转化为热能，再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能，而直接转化为电能，所要解决的第一问题是什么？（电子的定向移动形成电流）
问题2：若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，那么，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流？
问题3：怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？ 如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题？
通过这些问题，既可以帮助学生理解实验设计的思路和实验操作的原理，顺利完成实验；又可以培养学生质疑问难的精神，掌握质疑问难的方法，提高质疑释疑能力。
（2）实验探究：原电池及其原理
将学生分为两组，进行实验探究，观察实验现象并记录，小组成员根据每组实验设置的问题，进行交流讨论，列出自己的想法。
[投影实验内容]
实验序号
实验1
实验2
实验步骤
锌片插入稀硫酸
铜片插入稀硫酸
实验现象
思考问题
寻找答案
问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？
问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H＋的？
问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？
组内交流
列出想法
实验序号
实验3
实验4
实验步骤
将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。
实验现象
思考问题
寻找答案
问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？
问题2：电子从Zn到溶液中H＋经历了哪种途径？
问题3：导线在这个过程中起到什么作用？
问题4：电流计在这个过程中起什么作用？
组内交流
列出想法
通过学生的实验操作及能实验现象的观察，发现实验③和实验④中化学能直接转化为电能。并对实验结果进行探讨交流，要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化区域，形成电流。将化学能转化为电能的装置，叫做原电池。这样做不仅培养学生的实验动手操作及分析观察能力，而且通过实验说话，避免了教师教学上单调性。
[动画模拟]铜锌电池的工作原理
通过具体生动的动画，将学生看不见的微观世界宏观化，从而帮助学生明确原电池的化学原理，学生归纳，共同完成：
（1）电极反应式和总反应方程式：
锌片： Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应）
铜片： 2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）
总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
（2）原电池中的电极名称：
负极：电子流出的一极（如上述原电池中的锌片）
正极：电子流入的一极（如上述原电池中的铜片）
2、教材中“构成原电池的条件”这一讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起。因此，我在这部分内容教学时，主要采用实验探究法。把学生分三大组，共九个实验，第一组4个实验，第2组3个实验，第三组2个实验，每组都是对比实验。通过本组实验装置是否产生电流，若不能产生，与铜锌原电池对比，分析可能的原因；若能产生，也与铜锌原电池对比，有什么共同点，从而得出原电池的构成条件之一。
[投影实验内容]
实验序号
第一组实验①②③④
实验装置
① ② ③ ④
实验现象
实验结论
实验序号
第二组实验⑤⑥⑦
实验装置
⑤ ⑥ ⑦
实验现象
实验结论
实验序号
第三组实验⑧⑨
实验装置
⑧ ⑨
实验现象
实验结论
根据学生的实验结果，引导学生分析总结原电池的构成条件。
第一组：实验①、②不产生电流，③和④产生电流，不同点在于实验①和②中电极的金属活动性相同，而实验③和④中电极的金属活动性不同，从而得出原电池的构成条件之一：有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。
第二组：实验⑤和⑥能产生电流，而⑦不产生电流，不同点在于实验⑤和⑥中电极插入到电解质溶液中，而⑦中电极插入到非电解质溶液中，得出原电池构成条件之一：电极材料要插入电解质溶液中。
第三组：实验⑧产生电流，而实验⑨不产生电流，不同点在于实验⑧形成闭合电路，而实验⑨没有形成闭合电路，得出原电池的构成条件之一：两极相连形成闭合电路。通过小组间的交流，师生共同归纳总结：原电池的构成条件。
“师生互动”式教学模式是以问题的发现、探究及解决为主要线索，教学中突出教师的主导性和学生的主体性在探究过程中的合作与互动，最终达到培养学生发现问题及解决问题能力的目的。在操作中，教师要及时捕捉学生在探究过程中碰到的问题或困难，适时予以指导和调控，防止学生在探究过程中出现盲目性、随意性与低效性。对学生来说，学习过程的每一个环节，都需要发挥主观能动性，在不断思考和探索中去自我建构，完善认知结构。
（三）巩固练习
适当的课堂练习一方面是学生对本堂课学习情况的反馈，同时使学生对所学知识巩固加深。为此，使用多媒体展示，根据条件组合原电池。
（四）实践活动
在完成上述内容后，将课本后面的家庭小实验——水果电池的制作，移到课本中，培养学生实践创新能力。从正逆两个方面锻炼学生对原电池构成条件的应用，而且达到学以致用，使学生觉得化学就在我们身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。
（五）课堂小结
一堂课接近尾声时，适当的课堂小结是必要的，它不仅仅是本节教学知识的回放，还可将本节课知识贯穿联系起来，起到画龙点睛的作用。
（六）作业布置 （课本P.38 “科学探究” 课本P.42 .1）
适当的课后作业既有助于教师对学生情况的掌握，也有利于学生加深对所学知识的应用。
（七）板书设计
教学上适当的板书是有必要的，它不仅是本节课所学知识的概括，更重要是能突出重点，解决难点，使所学知识条理化、系统化。
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
1.火力发电的过程
2.原电池：将化学能转化为电能的装置。
锌片： Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应）
铜片： 2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）
总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
3. 原电池的构成条件
① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。
② 电极材料都插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
课件53张PPT。第二节 化学能与电能神六化学能与电能
电能为二次能源，哪些能源能转化成电能？风能、水能、煤炭、
核能、地热等到工厂去看看想一想：火力发电中的能量如何转化？
请同学们评价一下火力发电的利与弊？
火电站工作原理简化图化学能→热能→机械能→电能就你的生活体验，谈谈火力发电的优点和缺点
火力发电优点很多，促进了社会的巨大进步。
但它主要消耗化石燃料；并造成环境污染；
需经过多次的能量转换过程，势必造成能量的浪费。
根据国际能量机构统计，假使以目前的势头发展下去，不加节制，那么地球上的原油、天然气、煤炭这三种能源供人类开采的年限分别只要40年、50年和240年
思考：有没有更清洁的．更简洁实用的装置将化学能直接转化为电能的呢？燃烧蒸汽发电机一．化学能与电能的相互转化化学能 ? 电 能热 能机械能 蓄电池氢氧燃料电池锂电池工作原理图G氧化还原反应是实现化学能转化为电能的前提条件。你认为下列哪些化学反应能应用于化学能直接向电能转化？
A.Zn+2H+=Zn2++H2↑
B.Fe+Cu2+=Fe2++Cu
C.ZnO+2H+=Zn2++H2O
D.H++OH-= H2O
你也当一回发明家 请你模拟发明家探究电池的工作原理及构成条件，研制一个小电池．[实验探究1]:模拟干电池环境
药品：Zn片 Cu片 稀H2SO4
仪器：导线、电流表、烧杯
①将Cu、Zn同时插入稀H2SO4中，两者不接触
②再用接有电流计的两根铜线分别接触Cu片和Zn片原电池的工作原理是什么？冒气泡两端均有气泡不偏转不偏转大幅偏转
铜片冒气泡探索实验一为何会出现上述现象呢？
其工作原理是什么呢?电子如何转移？
动动脑筋1.在实验(一)中,溶液中的H+在哪块金属上得到电子被还原生成氢气?
2.实验(三)中电流表的指针有何变化？为什么指针会发生偏移？电流的方向如何？电子的移动方向呢？哪块金属为正极？在这两固体电极上发生那些反应呢？
3. 在实验(二)中的铜片上是否有现象?铜的金属活动性在氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？
ZnCu探究实验下 页上 页首 页 小 结结 束负极: 较活泼的金属
正极: 较不活泼的金属或非金属导体请根据下列原电池正负构造特点，
总结出如何判断原电池的正负极思考与交流稀硫酸下 页上 页首 页 小 结结 束Zn-2e-=Zn2+氧化反应 2H++2e-=H2↑还原反应负极正极下 页上 页首 页 小 结结 束
１判断原电池正负极的方法；
２哪一极发生氧化反应，哪一极发生还原反应。
３工作一段时间后，负极质量如何变化？正极质量如何变化？讨 论１．装置：
２．原电池定义：
３．原电池构成：化学能直接转化为电能原电池化学能直接转化为电能的装置．电极 溶液 导线４．原电池原理：还原剂在负极上失去电子，
氧化剂从另正极得到电子，
电子在导线上自由移动形成电流。电子流出的一极为负极，发生氧化反应．
电子流入的一极为正极，发生还原反应．负极：Fe－２ｅ－＝Fe２＋ (氧化反应)
正极：２Ｈ＋＋２ｅ－＝Ｈ２(还原反应)５.电极：
６.电极反应式：探索实验二：原电池的构成条件请你选择仪器和药品设计实验，试一试哪些药品和仪器组合进行可以产生电流？请从原电池的构成要素探究：铁片．铁钉．锌片．铜片．石墨棒．
玻璃棒．电流计．导线．
稀硫酸．硫酸铜溶液．酒精．
硫酸铁固体．西红柿．
Zn中学学科网 网络课堂 WWW.ZXXK.COM无现象无现象不偏转不偏转偏转铁片溶解
碳棒冒气泡不偏转Fe(-)C(+)Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2无现象无现象无现象不偏转不偏转不偏转偏转Cu(+)Zn(-)电极介质
１．本质条件：
有自发的氧化还原反应发生. 原电池构成条件是:Ａ．适当的电极
?较活泼的金属和较不活泼的金属
?或金属与非金属
?或金属与金属氧化物
Ｂ．两电极必须浸在电解质溶液或熔融的电解质中
C．两电极必须用导线相连或直接接触形闭合回路．
２．客观条件：原电池的电极判断法：活泼金属 失去电子 氧化反应 负极
不活泼金属 接受电子 还原反应 正极
（或石墨）
你学会了吗?一.原电池的工作原理及构成条件．
二．原电池的电极判断法．
三．假想模型科学探究化学原理．原电池的化学反应本质将氧化、还原反应在分割不同的区域同时进行，较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属或非金属（正极）练习：某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果纪录如下：
原电池原理的应用: (1)加快氧化还原反应的速率
因为形成原电池后,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小,使反应速率增大（例：纯锌、粗锌与HCl反应的速率快慢）
(2)比较金属活动性的强弱
例如:有两金属a、b，用导线相连后移入稀H2SO4
中，能溶解的金属活动性较强，表面出现较多气泡 的金属活动性较弱习题一请判断下列原电池的正负极情况和
电流方向下 页上 页首 页 小 结结 束X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ）
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ
Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
习题二C因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ下 页上 页首 页 小 结结 束1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( )
习题三CAZnCu酒精A BC D没有形成闭合回路酒精不是电解质没有形成闭合回路 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为
负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，
c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气
泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：
( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a B二、发展中的化学电源1、干电池
构造:
电极反应：
负极：Zn-2e-=Zn2+
正极：2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑
总反应式：Zn+ 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3↑+H2↑
优缺点及注意事项：使用完毕要及时从用电器中取出、不可久置、应保存在阴凉干燥处2.充电电池：
充电电池又称二次电池，能够重复使用
至一定的周期。
铅蓄电池：最早使用的充电电池，它是用
硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极
板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵
状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中。下 页上 页首 页 小 结结 束2、充电电池
铅蓄电池
负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4
正极：PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
总反应式： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
镍镉电池
锂电池：Li-e-=Li+
MnO2 +e- = MnO2 _3、燃料电池(氢氧燃料电池)
（1）碱性介质
负极：2H2+4OH--4e-=4H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式：2H2+O2 =2H2O
（2）酸性介质
负极：2H2 -4e- =4H+
正极：O2+4H++4e- =2H2O
总反应式： 2H2+O2 =2H2O新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH
溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧
气。电极反应：
负极：CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O
正极：2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH-
总反应：
CH4 + 2O2 + 2KOH＝K2CO3 + 3H2O小结：电极反应式书写的技巧（1）将氧化还原反应方程式分解为氧化反应和还原反应两个半反应，氧化反应为负极反应，还原反应为正极反应
（2）两极反应的电荷守恒、元素守恒，两极反应的电子得失守恒。结合电解质溶液的酸碱性，配平两极反应以及确定氧化产物和还原反应的存在形式。
（3）首先写出较易写出的电极反应式，然后用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式能源的开发和利用离不开化学，过去、现在、将来都是如此!结束语：课件12张PPT。化学能与电能2漫画：美国大停电之夜
2003年美国大停电损失300亿佛山市实行错峰用电电 能电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源。又称电力。
化学能如何转化为电能？一、化学能与电能的相互转化从右图看出，火力发电居于首位。
看图2－8，分析燃煤发电中的能量变化。火电站工作原理化学能→热能→机械能→电能
分析火力发电的利与弊一、化学能与电能的相互转化能否将化学能直接转变为电能供我们
使用呢？探究实验一观察铜片上的变化,
判断电流流入的方向,找出正负极Zn + 2H+ == Zn2+ + H2失电子Zn－2e- =Zn2+2H++2e- =H2↑负极(Zn)：正极(Cu)：（氧化反应）（还原反应）电池方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑实验2-4有气体产生 有气体产生 电流计的指针偏转 Zn+2H+= Zn2++H2↑ 电子在铜片上积聚，溶液中的氢离子在铜片上得电子产生氢气。 这个过程中有电能产生。 思考?◆原电池:把化学能直接转化成电能的装置试找出构成原电池装置的条件?探究实验二A课件10张PPT。化学能与电能3探究实验一观察铜片上的变化,
判断电流流入的方向,找出正负极Zn + 2H+ == Zn2+ + H2失电子Zn－2e- =Zn2+2H++2e- =H2↑负极(Zn)：正极(Cu)：（氧化反应）（还原反应）电池方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑讨论： 铜片上的电子从何而来？为什么铜片上会有氢气生成?电流是如何产生的？
提示: 电流的产生原因是电荷的定向移动 一、原电池原电池定义及本质：
把化学能转变成电能的装置叫原电池。
其本质是把氧化还原反应中的化学能转变成电能。探究实验二A探究二 原电池组成条件 思考?◆构成原电池的条件:电极: 金属活泼性
正极：
负极：2.电解质溶液3.闭合回路较不活泼的金属或石墨电极。发生还原反应。较活泼的金属。发生氧化反应。请你当医生请你做练习了.注意应该如何书写电极方程式和电池方程式在原电池的装置中,氧化反应和还原反应分别在不同的区域进行。负极发生氧化反应，正极发生还原反应课件16张PPT。第二节 化学能与电能 -----------原电池回忆物理学过的电流方向与电子流向的关系，在纸板上画出简单闭合回路电路图，并标明电子流向。探究一:原电池的组成是什么呢？
解剖原电池。碳棒（正极），锌筒（负极），MnO2，NH4Cl（电解质溶液）
因此原电池的组成：
1两个电极（可以是碳和金属或两种活泼性不同的金属 [活泼金属做负极]
2电解质溶液
3形成闭合回路。巩固练习：下图装置中，属于原电池的是哪几个？它们的正负极分别是什么？A、H2SO4溶液B、H2SO4溶液C、HCl溶液D、H2SO4溶液ZnC石墨ZnZnCFeE、酒精溶液F、醋酸溶液G、CuCl2溶液H、H2SO4溶液H2SO4溶液CuFeZnPbCuFeZnCu解析 D负极：Fe，正极：C F负极：Zn，正极：Pb G负极：Fe，正极：Cu探究二:利用台面的仪器自己组装一套原电池探究三:与干电池的电路图对照，你能找到自己的电池的正负极吗？ 思考与讨论 :电池负极发生了怎么样的反应？正极呢？
负极（锌棒）：Zn —2e- =Zn2+
正极（铜棒）：2H+ +2e- = H2
氧化还原反应规律化合价升高，失电子，被氧化，是还原剂，具有还原性，发生氧化反应（“生虱痒”）
化合价降低，得电子，被还原，是氧化剂，具有氧化性，发生还原反应实践活动一：你会用厨房的水果能否制作一个原电池？
二：让我和大家一起做保洁员吧！最后让我们收集旧电池放入不可回收垃圾箱 课后实践 请同学们在自己生活的社区收集旧电池，看谁收集的多，我们集中掩埋！！再见！
